[发明专利]基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器

说明书

本发明公开了一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器。阵列波导光栅路由器其中一输入口和输出口分别作为总输入和输出端，其余的输入口和输出口均用于连接；阵列波导光栅路由器其余输出端口经第一光纤延时线与波长转换器的输入端连接，波长转换器的输出端经半导体光放大器、各自的第二光纤延时线后与阵列波导光栅路由器其余的各个输入端口连接；复合光包信号从总输入端口进入，经波分复用为不同波长后从其余输出端口输出进行波长转换，信号放大后传输到阵列波导光栅路由器其余输入端口，形成光缓存环。本发明实现了多波长的不同缓存时间控制，高效节能，缓存时间可无限，并且提高了系统的稳定性，具有尺寸小，质量轻，灵活性好，抗电磁干扰等优点。

技术领域

本发明涉及了一种全光缓存器，特别是涉及了全光缓存技术的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器。

背景技术

全光缓存技术是实现全光数字分组交换网的基础，在光域对信号进行延时缓存，避免了光电光的交换，有效的提高了全光包交换网络的节点的吞吐量，降低了丢包率，有效解决了不同客户请求响应的竞争冲突，具有容量大、响应速度快、更稳定、更安全、抗电磁干扰、体积小、质量轻等诸多优点。因此，全光缓存技术已经成为该领域的研究热点。

国内外现有的技术资料中，提供了很多关于实现全光缓存的设计。主要可以分为两大类：基于光纤延时线的光缓存和基于慢光效应的光缓存。基于光纤延时线的光缓存技术主要是通过改变光纤的长度结合使用光开光实现光缓存，其中又可以分为正反馈光缓存和负反馈光缓存，正反馈光缓存技术同一光包仅一次通过延时光纤，而负反馈光缓存技术可以实现光在延时光纤中循环。基于慢光效应的光缓存技术通过不同的方法达到最终改变光传输群速度的效果，从而实现慢光效应，实现光缓存。有通过受激布里渊散射效应和受激拉曼散射效应改变群折射率从而改变群速的方案；也有通过电磁感应透明技术实现光缓存的方案；还有通过特殊的耦合共振结构减小群速实现光缓存的方案等等。众多以上方案中，基于光纤延时线的光缓存技术大量使用光开关，而且延时受限于光纤的长度，虽然有基于负反馈的光缓存的设计存在，但是该方案大量使用波分复用器，半导体光放大器，偏振控制器等器件，结构复杂，控制操作复杂；基于慢光效应的光缓存设计结构复杂，慢光时间调控范围小，难度大，缓存光带宽也受到了很大的限制；现有的方案大多数只针对某一波长的光波进行缓存，效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，解决了上述存在的问题。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括阵列波导光栅路由器、第一光纤延时线、波长转换器、半导体光放大器、第二光纤延时线、标签处理和缓存控制台；阵列波导光栅路由器为(N+1)×(N+1)路由器，阵列波导光栅路由器其中一个输入端口作为所述全光缓存器的输入端，其中一个输出端口作为所述全光缓存器的输出端，其余的输入端口和输出端口均用于光缓存环的环路连接；阵列波导光栅路由器其余的输出端口分别经各自的第一光纤延时线与波长转换器的各个输入端连接，波长转换器的输出端连接半导体光放大器，半导体光放大器输出端经各自的第二光纤延时线后分别与阵列波导光栅路由器其余的各个输入端口连接。

信道中传输波长范围为λ₁～λ_N的N个复合光包信号从阵列波导光栅路由器一个输入端口进入，经波分复用为N个不同波长的光包信号后从其余N个输出端口输出经第一光纤延时线阵列进入到波长转换器进行波长转换，再经半导体光放大器进行信号放大，最后经第二光纤延时线阵列传输到阵列波导光栅路由器其余N个输入端口进入，从而形成N路相互独立的光缓存环。

波长转换器连接有缓存控制台，阵列波导光栅路由器其余N个输出端口的光信号经标签处理提取光包长度、源、目的地等信息存储在缓存控制台，由缓存控制台控制波长转换器对经过的光包信号进行波长转换，通过改变波长实现光包信号在光缓存环中的缓存圈数与缓存输出，所需输出的光包信号经阵列波导光栅路由器路由处理后从最终的一个输出端口输出。